2023年6月22日发(作者：)

基于ｗｉｌｌ３２ＡＨ函数的ＰＬＣｓＰＣ串行通信低压电器（２∞６№１０）基于Ｗｉｌｌ３２ＡＰＩ函数的ＰＬＣ与ＰＣ串行通信束长宝，陈兴，史旺旺，蒋步军（扬州大学信息工程学院，江苏扬州２２５００９）摘要：串行通信是计算机监控系统中一种常用的通信方式。通过具体程序，介绍了如何利用Ｖｃ＋＋６．ｏ中基础类库ＭＦｃ封装的ｗｉｎ３２ＡＰＩ标准通信函数，实现第一作者：束长宝ｏｍｒｏｎｃＰＭｌＡＰＬｃ与ＰＣ间的串口通信。（１９６９一），男，讲师，关键词：串行通信；ＡＰＩ函数；可编程逻辑控制器；ＶｉｓｕａｌＣ＋＋硕士，主要从事电中图分类号：ＴＮ９１９；ＴＰ３１ｌ文献标识码：Ａ文章编号：１００１—５５３１（２００６）１０—００１７ｍ４气自动化、计算机控制等方面的教学和科研工作。ＳｅｒｉａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＰＬＣａｎｄＰＣＢａｓｅｄｏｎＷｉＩｌ３２ＡＰＩＦｕｎｃｔｉｏｎｓＨＵＣｈｃｍｇ－ｂａｏ，ＣＨＥＮＸ汛ｇ，ｓＨＩＷ棚ｔｇ一协ｏｍｇ，ＪＩＡＮＧＢｕ．ｊｕｎ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＹａｎｇｚｈｏｕＵｎｉＶｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｚｈｏｕ２２５００９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｍｃｔ：Ｓｅｒｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｉｓａｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｍｏｄｅｉｎｓｙｓｔｅｍｏｆｃｏｍｐｕｔｅｒｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙｃｏｎｔｍｌ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｍｅｔｈｏｄｗａｓｉｎｔｍｄｕｃｅｄｔｏｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｅｂｅｔｗｅｅｎ０ⅡｌｒｏｎＣＰＭｌＡＰＬＣａｎｄＰＣｖｉａｓｅｒｉａｌｉｎ—ｔｅｒｆａｃｅｂｙｕｓｉｎｇａｓｔａｎｄａｒｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｏ“ｈｅｅｎｃ印ｓｕｌａｔｅｄＷｉＩｌ３２ＡＰＩｉｎｖｉｓｕａｌＣ＋＋’ｓＭＦＣ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｅｒｉａｌｃｏｍｍｕＩＩｉ∞ｔｉ蛐；ＡＰＩｆｕｎｃｔｉｏｎ；ｐｍｇｒ锄ｍａｂＩｅｌｏ西ｃｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ（ＰＬＣ）；ｖｉｓｕａｌＣ＋＋Ｏ引言该市内河水位控制及引水冲污控制任务。其中，系统关于闸门监控的基本功能要求如下：实现闸可编程逻辑控制器（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃ门开度、闸门上下游水位的检测，闸门的提、落、停ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，ＰＬｃ）作为工业控制器，以其高可靠性、的手动、自动控制，并根据闸门流量模型计算过闸高性价比被广泛应用于工业生产各领域。由于人流量；实现闸门开度和流量的自动或手动控制。机交互方面的不足，在工控领域ＰＬｃ一般作为下闸门现场监控系统的主要硬件配置如图１所示。位机使用，而用Ｐｃ机或工业计算机（ＩＰＣ）作为上闸门提落停输入、闸门状态、位机完成数据处理和存储、系统状态显示，实现系开度检测辅助信号水位统的实时监控¨ｊ，达到管理控制一体化目的。在控制系统中，Ｐｃ机与ＰＬｃ需进行串行通信，对实嘲拦到跚爻时性要求较高，多采用Ｖｃ＋＋来编程实现。用，竖飘㈢淼竖！！！ｌｌ（主弑凳）悉㈣Ｖｃ＋＋设计的程序执行速度快、效率高、灵活性罴一Ｉ明Ｉ】输出控制摄像头、五台控制好，比商用组态软件节省投资，可与ｗｉｎｄｏｗｓＡＰＩ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＰｒｏｇｒａｍＩｎｔｅ血ｃｅ）函数无缝链接。在图１串行通信程序流程ｗｉｎｄｏｗｓ９Ｘ／ＮＴ／２０００中，ＡＰＩ一般都支持３２ｂｉｔ现场监控单元ＰＬＣ选用０ｍｒｏｎＣＰＭｌＡ４０ｃＤＲ主的操作，故又称为Ｗｉｎ３２ＡＰＩ。机单元加ｃＰＭｌＡ－２０ＥＤＲ扩展单元及ＭＡＤ０２模１工程实例拟量单元，ＰＬｃ通过ｃＩＦ０１通信适配器与上位工控机ＲＳ－２３２Ｃ串口连接，现场工控机为研华ＩＰＣ一江苏省某市水利局的黄村闸、三水闸承担着６１０型。万方数据一１７一低压电器（２００６№１０）基于ｗｉｌｌ３２ＡＰｌ函数的ＰＬＣｓＰＣ串行通信２串行通信方案Ｒｓ一２３２ｃ协议是０ＳＩ协议体系中基于物理在ＰＬｃ与上位机通信过程中，通信数据以“帧”为单位传送。上位机一般具有优先权并启动通信，发命令帧给ＰＬＣ，ＰＬｃ收到后自动发响应帧。上位机可通过读写ＰＬｃＤＭ数据存储区或ＴＲ寄存器区的信息实现ＰＬｃ的数据采集和输出控制。为了提高计算机获取信息的正确性，数据采用ＦＣＳ帧校验方式。字符＠作为帧的开始；：｜：作为命令的结束；不可见字符ｃＨＲ（１３）作为帧的结束一１。如＠０２ＲＤ００００００１０５５：｝：ｃＨＲ（１３），意为卜位机读取节点号为２的ＰＬｃ的ＤＭ数据区００００开始的１０个字的数据；５５为Ｆｃｓ帧校验码；响应帧为＠００ＲＤ００４７８９５４水；４７８９为读取的数据；５４为ＦＣｓ校验码。以读取数据存储区ＤＭ的数据为例，命令帧与响应帧格式如图２所示。层的通信协议，直接负责与硬件打交道，而Ｖｃ＋＋与其他高级语言相比，在通信方面具有较大的优势。应用ＶＣ＋＋开发串行通信主要有两种方式’２．３Ｊ：①采用Ｍｓｃｏｍｍ串行通信控件，通信程序设计简单，但控件占用的资源多、灵活性差，且对二进制通信的支持不够好，只适用于要求不高的小型控制系统；②直接调用ｗｉｎ３２ＡＰＩ函数实现对Ｒｓ－２３２串口的访问，虽程序设计涉及底层编程，较复杂，但控制灵活、响应速度快，适用于要求较高的实时监控系统。２．１串行通信协议ＯｍｒｏｎＰＬＣ串行通信采用ＨＯＳＴＬｉｎｋ协议，命令帧格式响应帧格式图２通信帧格式２．２串行通信实现Ｆｉｌｅ（）。调用方法为采用异步读写方式打开串口ＣＯＭｌ：ＨＡＮＤＬＥｍ—ｈＣｏｍ；串行通信流程如图３所示‘５Ｉ。６ｎｎ通信参数的初始化ｌｍ—ｈＣｏｍ＝Ｃｒｅａｔｅ－’ｉｌｅ（“ＣＯＭｌ”．ＧＥＮＥＲ【Ｃ—ＲＥＡＤｌ（；Ｅ————１——一ｌ宣垫堡垡堡Ｉ《妒卜———一ｉ羔发读命令帧ＮＥＲＩＣ—ＷＲＩＴＥ，Ｏ，ＮＵＬＬ，０ＰＥＮ—ＥＸＩＳＴＩＮＧ，ＦＩＬＥ—ＦＬＡＧ一０ＶＥＲＬＡＰＰＥＤ，ＮＵＬＬ）；其中：ＣＯＭｌ为要打开的串口逻辑名；ＧＥＮＥＲＩＣ—ＲＥＡＤｌＧＥＮＥＲＩＣ—ＷＲＩＴＥ表示端口访问类型为向相应的ＰＬｃ单元ｌ读、写皆可；０表示串口是不共享；ＮｕＩＪＩ．为安全性属性结构缺省值；０ＰＥＮ—ＥｘＩｓＴＩＮＧ意为不创建新串口，仅打开已存在的串口，为必须的设置参数；ＦＩＬＥ—ＦＬＡＧ一０ＶＥＲＬＡＰＰＥＤ作为一关键参数，表明串口设置采用异步通信模式，可进行重叠操作；最后一个参数是指向模板文件的句柄，对于串口，此值必须为ＮＵＬＬ¨Ｊ。２．２．２蚤（堕盎）图３串行通信程序流程２．２．１配置串口串口打开后其属性被设置为默认值，配置串口通过改变设备控制块ＤｃＢ的成员变量值来实现，配置内容主要有串口号、波特率、数据位、有无奇偶校验、停止位等，这些参数应与ＰＬｃ的设打开串口ｗｉｎ３２中用于打开串口的ＡＰＩ函数为Ｃｒｅａｔｅ．一１８一万方数据基于ｗｉｌｌ３２ＡＨ函数的ＰＬｃｓＰＣ串行通信置相同。以下程序将串口设置：波特率９６００，数据位数７ｂｉｔ，停止位２ｂｉｔ，偶校验，接收缓冲区和发送缓冲区大小均为１０２４Ｂｙｔｅ。ＤＣＢｄｃｂ：Ｇｅｔｃｏｍｍｓｔａｔｅ（ｍ—ｈｃｏｍ，＆ｄｃｂ）；／／读当前端口的ＤｃＢ设置ｄｃｂ．ｆＰａｒｉｔｙ＝ＴＲｕＥ；／／允许奇偶校验ｄｃｂ．ＢａｕｄＲａｔｅ＝９６００；／／波特率９６００ｄｃｂ．Ｂｙｔｅｓｉｚｅ＝７；／／７ｂｉｔ数据位ｄｃｂ．Ｐａｒｉｔｙ＝ＥＶＥＮＰＡＲＩＴＹ；／／偶校验ｄｃｂ．ｓｔｏｐＢｉｔｓ＝７研０ｓＴＯＰＢＩＴＳ；／／２ｂ“停止位ｓｅｔｃｏｍｍｓｔａｔｅ（ｍ—ｈｃｏｍ，＆ｄｃｂ）；／／将修改后以后的串口设置写入ｓｅｔｕｐｃｏｍｍ（ｍ—ｈｃｏｍ，１０２４，１０２４）；／／接收缓冲区和发送缓冲区大小各为】０２４Ｂｙｔｅ从监控系统可靠性角度考虑，还需要设定串口通信超时参数、清除接收和发送缓冲区等，分别使用ＳｅｔｃｏｍｍＴｉｍｅｏｕｔｓ（ｍ—ｈｃｏｍ，＆Ｔｉｍｅｏｕｔ），ＰｕｒｇｅＣｏｍｍ（ｍ—ｈＣｏｍ，ＰＵＲＧＥ一７ⅨＡＢＯＲＴｆＰＵＲＧＥ—ＲＸＡＢＯＲＴＰＵＲＣＥ—ＴＸＣＬＥＡＲＰＵＲＧＥ—ＲＸ．ｃＬＥＡＲ）函数实现。２．２．３异步机制及通信事件（１）采用异步Ｌ／Ｏ。采用异步串口通信方式，并适当定义线程优先级，可以使应用程序有更多的时间处理人机接口和其他任务，最大限度保障通信的实时性。Ｗｉｎ３２系统环境下异步Ｌ／Ｏ操作也称作重叠（ｏｖｅｒｌａｐｐｅｄ）操作，它能使用户程序在执行外部操作时同时处理其他任务ＭＪ。以异步方式打开的设备或文件，其Ｌ／ｏ操作都必须指定一个０ＶＥＲＬＡＰＰＥＤ数据结构，并初始化它的ｈＥｖｅｎｔ成员。当Ｌ／０完成后ｈＥｖｅｎｔ事件旬柄变为有信号状态，通知线程Ｌ／Ｏ已完成。初始化了ＯＶＥＲＬＡＰＰＥＤ结构之后可起动异步Ｌ／０了。利用ＲｅａｄＦｉｌｅ和ｗｒｉｔｅＦｉｌｅ函数实现异步Ｌ／Ｏ操作，由Ｇｅｔｏｖｅｒｌ印ｐｅｄＲｅｓｕｌｔ（）函数获取结果，该函数最末的参数设为ＴＲＵＥ，表示该函数知道Ｌ／０操作完成后才返回；函数调用成功，则返回值不为零；否则返回值为零，线程可以通过调用ＧｅｔＬａｓｔＥｒｒｏｒ（）获取进一步的信息。（２）采用事件驱动Ｌ／Ｏ方式，在出现期望的串口驱动事件（如收到数据或发送完成）时及时发送事件标志信号，通信线程及时处理该事件，应用程序不需要为接收字节而连续不断地检测端万方数据低压电器（２００６№１０）口，从而节省ＣＰＵ时问，极大地提高了串口通信的相应速度∞Ｊ。ｗｉｎｄｏｗｓ可以报告给应用程序的事件由函数ＧｅｔＣｏｍｍＭａｓｋ（ｍ—ｈＣｏｍｍ，ＥＶ—ＲＸＣＨＡ）返回。应用程序使用函数ＳｅｔｃｏｍｍＭａｓｋ（ｍ—ｈＣｏｍｍ，ＥＶ—ＲｘｃＨＡＥＶ—ＲｘＦＬＡＧ）建立事件掩码来监视指定通信资源上的事件。在用ｓｅｔＣｏｍｍＭａｓｋ（）指定了有用的事件后，应用程序就调用Ｗａｉｔｃｏｍ—ｍＥｖｅｎｔ（）来监视通信事件，等待事件发生。２．２．４读数据（１）启动接收线程。ｗｉｎ３２提供了两种不同类型的线程，一种是用户接口线程，用于处理接收到的消息；另一种是工作线程，常用于后台执行任务，如串行通信等费时的操作Ｍｏ。本文通信线程使用工作线程，用于监视串口事件，为后台采集数据，工作线程用不会引起重入的ＰｏｓｔＭｅｓｓａｇｅ（）向用户接口线程发送ｗｉｎｄｏｗｓ消息，通知用户接口线程一段数据发送完或收到对端发来的数据。串行口打开和设置完成后，通过函数ＡｆｘＢｅ．ｇｉｎｎｒｅａ“）启动读线程，ＣＷｉｎＴｈｒｅａｄ术ｐＲｅｃｖＴｈｒｅａｄ＝ＡｆｘＢｅｇｉｎＴｈｒｅａｄ（ＲｅｃｖＴｈｒｅａｄ，ｔｈｉｓ，ＴＨＲＥＡＤ—ＰＲｌ０ＲＩＴＹ—ＮＯＲＭＡＬ，０，ＣＲＥＡＴＥ—ＳＵＳＰＥＮＤＥＤ，ＮＵＬＬ）其中，ＴＨＲＥＡＤ—ＰＲＩＯＲＩｒＩ’Ｙ—ＮＯＲＭＡＬ指定了本线程的优先级。（２）读数据。读线程内的读数据过程在自定义的函数ＲｅａｄＣｏｍｍ（）中实现，在调用ＲｅａｄＦｉｌｅ（）读串行口前，先调用ｃｌｅａｒｃｏｍｍＥｒｒｏｒ（）确定接收缓冲区内的数据量，并在此基础上加１，并延时ｌｍｓ，等待帧结束符米后的回车符的到来，这样可读取完整的一帧：ｌｅｎｇｔｈ＝“ｎ（ｄｗＬｅｎｇｔｈ，ＣｏｍＳｔａｔ．ｃｂＩｎＱｕｅ＋１）；／／确定读缓冲区字节数，加１读回车键ｉｆ（１ｅｎ射ｈ＞１）Ｓｌｅｅｐ（１）；ｆＲｅａｄＳｔａｔ＝ＲｅａｄＦｉｌｅ（ｍ—ｈＣｏｍ，ｂｕｆ，ｌｅｎ殍ｈ，＆ｌｅｎ殍ｈ，＆ｍ—ｏｓＲｅａｄ）；／／＆ｍ—ｏｓＲｅａｄ为０ＶＥＲ—ＬＡＰＰＥＤ结构ｉｆ（！ｆＲｅａｄｓｔａｔ）／／读出数据量小于希望的数据量，返回０｛ｉｆ（ＧｅｔＩ丑ｓｔＥｒｒｏｒ（）＝＝ＥＲＲＯＲ—１０一ＰＥＮＤＩＮＧ）／／一１９—低压电器（２∞６№１０）基于ｗｉＩｌ３２ＡＨ函数的ＰＬＣｓＰＣ串行通信等待结果中２．２．５写数据发送线程和写数据与接收线程和读数据类ＧｅｔｏｖｅｒｌａｐｐｅｄＲｅｓｕｌｔ（ｍ—ｈＣｏｍ，＆ｍ—ｏｓＲｅａｄ，似，此略。本文接收、发送数据分别使用独立线＆ｌｅｎ封ｈ，ＴＲｕＥ）；／／获取异步操作结果程，这样做有利于编程，程序流程简洁，尤其适合全双工通信方式。数据读、写完之后，调用ｃｌｏｓｅＨａｎｄｌｅ（ｍ—在接收线程中，用ｗａｉｔｃｏｍｍＥｖｅｎｔ（）函数监ｈＣｏｍ）即可关闭串口，释放串口资源、终止线程。视通信事件，等待事件发生：３结束语ｉｆ（！ｗａｉｔｃｏｍｍＥｖｅｎｔ（ｐＲｅｃｖ一＞ｍ—ｈＣｏｍ，＆ｄｗＥｖｔＭａｓｋ，＆ｏｓ））／／＆ｏｓ指向一个０ＶＥＲ—本文采用ＶｉｓｕａｌＣ＋＋６．０Ｗｉｎ３２ＡＰＩ函数，ＬＡＰＰＥＤ结构基于多线程、异步Ｉ／Ｏ操作和事件驱动的串行通信技术，实现０ＭＲＯＮｃ系列ＰＬｃ与ＩＰｃ之间的ｉｆ（ＧｅｔＬａｓｔＥｒｒｏｒ（）＝＝ＥＲＲＯＲ—１０一ＰＥＮＤＩＮＧ）串行通信，并成功应用于某水利局的闸门现场实时监控系统中，满足了系统功能要求。经过数年ＧｅｔｏｖｅｒｌａｐｐｅｄＲｅｓｕｌｔ（ｐＲｅｃｖ一＞ｍ—ｈＣｏｍ，＆ｏｓ，运行表明，系统具有实时性好、可靠性高、投资少＆ｄｗｎａｎｓ，ＴＲｕＥ）；／／获取异步操作结果ｉｆ（（ｄｗＥｖｔＭａｓｋ＆ＥＶ—ＲＸＦＬＡＧ）＝＝ＥＶ—Ｒｘ—等优点。ＦＬＡＧ）／／事件发生【参考文献】ｌｅｎｇｔｈ＝ｐＲｅｃｖ一＞ＲｅａｄＣｏｍｍ（ｐＲｅｃｖ一＞ｐＮｅｘ—ｌ二刘琦，王鹏．用Ｖｉｓｕａｌｃ＋＋实现上位机与ＰＬｃｔＲｅｃｖｃｈａｒ，ＭＡｘＢＬ０ｃＫ）；／／读缓冲区之间通信［Ｊ］．机电工程，２００４，２１（２）：１９－２２．ＰｏｓｔＭｅｓｓａｇｅ（ｐＲｅｃｖ一＞ｍ—ｈＴｅ瑚Ｗｎｄ，ｐＲｅｃｖ一＞心李晓明，李东晓．基于Ｖｉｓｕａｌｃ＋＋６．０实现Ｐｃ与ｍ—Ｍｓｇ，ＥＶ—ＲＸＦＩＡＧ，ＰＬｃ的通信［Ｊ］．电测与仪表，２００１，３８（７）：４１４４．ｐＲｅｃｖ一＞ＨＬｄＴｏｔａｌＲｅｃｖｋｎｇｔｈ）；旧徐世许．可编程序控制器原理应用网络［Ｍ］．合肥：中国科技大学出版社，２０００．Ｍ陈细军，谭民．Ｖｃ编程中的串口通信技术［Ｊ］．计算机应用，２００１，２１（９）：９４—９５．（３）读完完整的一帧数据后，用不会引起重凹１Ｊ李现勇．ＶｉｓｕａｌＣ＋＋串ｆ＿：＿Ｉ通信技术与工程实践人的ＰｏｓｔＭｅｓｓａｇｅ（）向指定窗口的消息队列发送（第２版）［Ｍ］．第２版．北京：人民邮电出版社，通知消息，相应地在该窗口建立消息与成员函数２００４．间的映射，用０Ｎ—ＭＥｓｓＡＧＥ将消息与成员函数№１Ｊ罗云虎．一种利用ＷｉＩｌ３２ＡＰＩ函数实现串ｌ＿：：１实时通信的方法［Ｊ］．现代电子技术，２００４（１１）：７０一７３．名关联。收稿日期：２００６Ｄ４．０８（上接第１６页）保护系统［Ｊ］．低压电器，２０００（６）：２１－２４．【参考文献】［３］马忠梅．Ａ四１系列ＡＲＭ核微控制器结构与开发［１］周捷，宋云翔，徐劲松，等．直流牵引供电系统的［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，２００３．微机保护测控探讨［Ｊ］．电力系统技术，２００２（１２）：［４］苏奎峰．ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２原理与开发［Ｍ］．北京：电５７和．子工业出版社，２００５．［２］蔡彬，陈德桂．城市轨道交通直流供电的控制和收稿日期：２００６．０３００一２０—万方数据